Qui aurait pu deviner qu’on pouvait faire du verre en faisant passer de l’électricité à haute tension dans du sable ! Je travaillais sur certaines expériences avec un ancien étudiant et il a suggéré que nous devrions essayer de faire passer de l’électricité dans du sable pour voir si cela ferait fondre le sable en verre. Et, croyez-le ou non, ça a marché ! Nous avons fait du verre !
De quoi est fait le verre ?
Le verre est fait de dioxyde de silicium fondu et recristallisé. Le sable est un mélange de petits morceaux de roche altérée et le principal composant de la roche (et du sable) est le dioxyde de silicium (SiO2). En fait, ces deux éléments, le silicium et l’oxygène, sont les éléments les plus abondants de la croûte terrestre – 46,6 % d’oxygène, 27,7 % de silicium. Le verre est donc essentiellement du sable recristallisé ! Je suis devenu fasciné par le verre et son importance dans la société lorsque je lisais « Stuff Matters » de Mark Miodownik, un livre qui examine les matériaux qui façonnent nos vies – le verre étant l’un des matériaux les plus importants de notre époque.
Comment produire une haute tension pour faire fondre le sable.
Les micro-ondes utilisent un transformateur haute tension (achetez-en un ici) qui prend 120 volts (aux États-Unis) et le fait monter en rampe jusqu’à 2000 volts (pour le micro-ondes de notre expérience). Nous avons retiré le transformateur du micro-ondes, ajouté un cordon d’alimentation et établi un contact entre le boîtier et la terre. Cette électricité à haute tension peut faire faire à l’électricité des choses auxquelles on ne s’attend pas. Vous pouvez voir dans la vidéo qu’un flux d’électrons saute d’une extrémité du transformateur au fil de cuivre à l’autre extrémité. Lorsque les électrons se déplacent dans l’air, ils créent un plasma de gaz surchauffé qui peut conduire l’électricité.
Comment la haute tension fait-elle fondre le sable en verre ?
Le quartz pur, un minéral composé de dioxyde de silicium, fond à 1 650 degC (3 002 degF). Bien que nous n’ayons pas eu d’équipement pour mesurer la température du plasma, nous pouvons conclure que nous atteignions des températures égales ou supérieures à 1 650 degC parce que le sable a fondu en une tige de verre.
Comment fabriquer du verre à partir de haute tension et de sable
Fournitures :
-
Transformateur haute tension (acheté ou retiré du micro-ondes)
-
Sable de silice
-
Tube en plastique (pas de métal ou de verre)
Procédure :
-
Transformateur : Pour voir comment Quinn, mon collaborateur pour ce projet, a fabriqué le transformateur haute tension, référez-vous à la vidéo ci-dessus (ATTENTION – la haute tension est extrêmement dangereuse – n’essayez pas de l’enlever sans l’aide d’un professionnel qualifié)
-
Démarrez avec le fil positif attaché à un clou inséré dans le sable. Assurez-vous que le fil de terre est à au moins 12 pouces de votre main sur une tige non conductrice. Branchez le transformateur.
-
Faites une connexion entre le positif et la masse à l’intérieur du sable. Tirez lentement les deux à part, permettant à l’arc électrique de rester intact. Continuez à les séparer.
-
Lorsque l’arc électrique ‘casse’, coupez le courant et laissez refroidir.
-
Retirez la fulgérite en verre et appréciez ! (Ou sautez toutes les étapes ci-dessus, évitez d’être tué par l’électricité, et cliquez ici pour acheter une fulgerite)
#MakingGlass #Sand #Glass #HighVoltage #Microwaves #ThermalImaging #Infrared #MeltingSand #Transformer #ElectricityDemo #Electricity #Experiment #Lab #Science #Thermodynamics #ScienceFair #PhysicsDemo #EarthScienceDemo